Применение генератора двойного питания для ветроэнергетических установок малой, средней и большой мощности
Автор: Котов Антон Андреевич, Неустроев Николай Игоревич
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Альтернативные источники энергии
Статья в выпуске: 4 т.17, 2017 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрена актуальность применения возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в современном мировом энергетическом хозяйстве, приведены сравнительные статистические данные о доле различных источников энергии в генерации электричества. Особое внимание уделено вопросам использования энергии ветра в качестве источника для генерации электрической энергии, а именно представлена статистика по объему и динамике роста установленных мощностей ветроэнергетических установок (ВЭУ) в мире, а также статистика по объему и динамике роста выработанной электроэнергии при помощи ВЭУ в мире. Проанализированы факторы, которые способствовали развитию ветроэнергетической отрасли в странах с наибольшей долей использования ВЭУ в мире. Описаны конструктивные исполнения существующих типов ВЭУ. Сформулирована основная технологическая проблема ветроэнергетики и определен способ решения данной проблемы. Рассмотрены разные типы генераторов для ВЭУ и проанализированы плюсы и минусы использования всех типов электрических машин в качестве генерирующих устройств в ВЭУ. Определен вектор развития ВЭУ в части выбора типа генератора. Показаны отличительные особенности и преимущества применения машины двойного питания для ВЭУ в сравнении с другими типами электрических машин. Приведена информация о существующих генераторах двойного питания в мировой и отечественной промышленности. Представлена принципиально новая подробная конструкция машины двойного питания с установленным на едином валу бесконтактным возбудителем и описаны главные преимущества данного технического решения относительно традиционной конструкции машины двойного питания, которая включает в себя скользящий контакт.
Вэу, машина двойного питания, асинхронизированный синхронный генератор, ветроэнергетика
Короткий адрес: https://sciup.org/147158429
IDR: 147158429 | УДК: 621.313.2 | DOI: 10.14529/power170409
Use of dual power generator for wind turbines of small, medium and large power
The paper considers the relevance of the use of renewable energy sources (RES) in the modern world energy economy, comparative statistics are provided on the share of various energy sources in electricity generation. A particular attention is paid to the use of wind energy as a source for generating electricity, namely, the statistics on the volume and dynamics of the installed capacity of wind power plants (WED) in the world, as well as statistics on the volume and dynamics of the growth of generated electricity with the help of wind turbines in the world. The factors that contributed to the development of the wind power industry in the countries with the greatest share of the use of wind turbines in the world were analyzed. The design of existing types of wind turbines is described. The main technological problem of wind power engineering is formulated and the way to solve this problem is determined. Different types of generators for wind turbines are considered and advantages and disadvantages of using all the types of electric machines as generating devices in wind turbines are analyzed. The vector of development of the wind turbine in the part of the choice of the generator type is determined. The distinctive features and advantages of using a dual-power machine for windmills in comparison with other types of electric machines are shown. The information on the dual-power generators existing in the world and domestic industry is provided. A fundamentally new, detailed design of a dual-power machine with a non-contact exciter installed on a single shaft is presented, and the main advantages of this technical solution regarding the traditional design of a double-feed machine that includes a sliding contact are described.
Список литературы Применение генератора двойного питания для ветроэнергетических установок малой, средней и большой мощности
- Ushakov. V.Y. Electric power engineering on the basis of renewable energy sources/V.Y. Ushakov//Springer Verlag. -2018. -P. 89-140 DOI: 10.1007/978-3-319-62301-6_5
- Martyanov, A.S. Modelling of wind turbine performance measurement/A.S. Martyanov, E.V. Solomin//Journal of Computational and Engineering Mathematics -2014. -Vol. 1, no. 2. -P. 18-25.
- Global Wind Energy Council. -http://gwec.net.
- Обозов, А.Дж. Возобновляемые источники энергии: учебное пособие для вузов/А.Дж. Обозов, Р.М. Ботпаев. -Бишкек: КГТУ, 2010. -218 с.
- Parker, M.A. Comparison of power electronics lifetime between vertical-and horizontal-axis wind turbines/M.A. Parker, C. Soraghan, A. Giles//IET Renewable Power Generation. -2016. -vol. 10. -P. 679-686 DOI: 10.1049/iet-rpg.2015.0352
- Усовершенствование конструкции генераторов для ветроустановки с аэродинамической мультипликацией/В.И. Панченко, Д.В. Цыпленков, М.С. Кириченко и др.//Вестник национального технического университета Харьковский политехнический институт. Серия «Электрические машины и электромеханическое преобразование энергии». -2016. -№ 11. -С. 102-109.
- Сафонов, Ю.А. Обоснование применения преобразователя частоты для стабилизации параметров электрической энергии ветроэлектроустановок/Ю.А. Сафонов, М.В. Кундухов//Известия горского государственного аграрного университета. -2015. -Т. 52, № 4. -С. 203-207.
- Shchur, I. Development and simulation of special rotary transformer -contactless power transmitter and control device for a counter-rotating wind turbine/I. Shchur, A. Kovalchuk//Rusek Przeglad elektrotechniczny. -2015. -Vol. 91, no. 2. -P. 239-242 DOI: 10.15199/48.2015.02.55
- Вольдек, А.И. Электрические машины: учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений/А.И. Вольдек -3-е изд., перераб. -Л.: Энергия, 1978. -832 с.
- Копылов, И.П. Проектирование электрических машин: учеб./И.П. Копылов. -М.: Высшая школа, 2005. -767 с.
- Соболь, А.Н. Особенности эксплуатации асинхронных генераторов/А.Н. Соболь//I Международная научно-практическая конференция «Инновационные технологии развития современной науки». -2016. -С. 107-108.
- Богдан, А.В. Математическое моделирование асинхронных генераторов/А.В. Богдан//Научное обеспечение агропромышленного комплекса: сб. ст. науч.-практ. конф. -Краснодар: ФГБОУ ВПО «КГАУ», 2016. -С. 301-302.
- Fujin Deng. Control Strategy of Wind Turbine Based on Permanent Magnet Synchronous Generator and Energy Storage for Stand-Alone Systems/Fujin Deng, Dong Liu, Zhe Chen, Peng Su.//Chinese Journal of Electrical Engineering. -2017. -Vol. 3, no. 1. -P. 51-62.
- Квитко, А.В. Особенности расчета бесконтактных генераторов электроэнергии/А.В. Квитко, Ю.М. Петренко, М.М. Тарасов//Политематический сетевой электронный научный журнал кубанского государственного аграрного университета. -2015. -№ 112. -С. 991-1002.
- Dynamics of DFIG controlled by rotor side converter in wind energy/P. Stumpf, J. Berei, I. Nagy, I. Vajk//IEEE, 5th International Youth Conference on Energy. -2015. -P. 446-454 DOI: 10.1109/IYCE.2015.7180797
- Шайбеков, А.Ф. Основные характеристики асинхронизированного синхронного генератора на базе машины двойного питания/А.Ф. Шайбеков, Л.Э. Рогинская//Электротехнические комплексы и системы. -2015. -С. 112-117.
- Kiessh, I.E. Application brushless machines with combine excitation for a small and medium power windmills/I.E. Kiessh, S.A. Gandzha//Procedia Engineering. -2015. -Vol. 129. -P. 191-194 DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.031
- Gandzha, S.A.Variable speed power/S.A. Gandzha, I.E. Kiessh//Procedia Engineering. -2015. -Vol. 129. -P. 731-735 DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.095
- Gandzha, S.A. The Comparative Analysis of Permanent Magnet Electric Machines with Integer and Fractional Number of Slots per Pole and Phase/S.A. Gandzha, A.I. Sogrin, I.E. Kiessh//Procedia Engineering. -2015. -Vol. 129. -P. 408-414 DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.137
- Simoes, M.G. Small wind energy systems/M.G. Simoes, F.A. Farret, F. Blaabjerg//Electric power components and systems. -2015. -Vol. 43, no. 12. -P. 1388-1405 DOI: 10.1080/15325008.2015.1029057
